전극 설계 CAD와의 데이터 연계로 방전가공의 효율 향상 금형 제조에서 급속한 발전을 계속하고 있는 아시아 여러 나라들은 적극적으로 CAD/CAM을 활용한 금형 제작을 하고 있다. 수입력이나 수작업이 많은 방전가공에서도 머시닝센터에 의한 절삭가공과 같이 CAM에 의한 가공 프로그램 작성의 요구가 높아지고 있다. 한편, 일본에서는 보다 더 방전가공의 효율화를 지향하여 CAD/CAM의 이용이 주목되고 있다. 이에 대응하기 위해 동사의 EDcam은 나날이 진화하여 일본 국내외에서 많은 유저에 활용되고 있다. 그리고 최근에는 더욱 효율화를 추구하여, 전극 설계 CAD와 방전가공의 데이터 연계를 목적으로 하는 EPX에 관심이 높아졌다. 여기서는 EPX에 의한 CAD 데이터 연계를 활용했을 때의 방전가공 효과에 대해 소개한다. 일간공업신문사 형기술지에 실린 牧野후라이스제작소의 칸나 유미타로, 하라다 이쿠오가 저술한 내용이다.
EPX 포맷을 이용한 전극 설계 CAD/CAM과 방전가공기의 데이터 연계 EPX란 ‘Electrode Position eXchange format’의 약자로 CAD/CAM에서 형조 방전가공기로 가공 데이터를 주고받기 위한 통합 포맷이다. 형조 방전가공에서는 가공기의 메이커․기종마다 가공 정보의 설정 방법이 다른 케이스가 많아, CAD/CAM으로 설계한 전극의 3차원 데이터가 존재하고 있어도 방전가공용의 지시서를 장표 소프트웨어나 2차원 CAD로 다시 작성하여 형조 방전가공기에 손으로 입력하는 작업이 주류였다. 그렇기 때문에 입력 데이터의 검증을 실제 기기에서 할 필요가 있으며, 그 공수가 부담이었다. 이 현상을 근거로 일반 사단법인 일본금형공업회 동부지부에서 방전가공기 메이커, 금형 메이커, 소프트웨어 벤더로 구성되는 워킹 그룹(EPX-WG ; http://www.jdmia.or.jp/east/epxwg/)을 발족하여 방전가공에 관한 통합 포맷을 책정했다. 2004년 7월에 EPX Ver.2.0을 공개, 현재는 보급 촉진에 노력하고 있다. EPX 포맷에서는 가공기의 정보, 워크의 형상이나 재질 등의 정보, 개개의 가공 부위에서 가공위치 좌표나 전극
와이어 방전가공기에 의한 초고정도 가공을 실현하는 최신 기술 최근 전자기기 제품이나 자동차 부품 시장에서 제품의 고정도화가 추진되어, 양산의 모체가 되는 금형에 더욱 높은 정도가 요구되고 있다. 이에 따라 금형의 생산에 이용되는 방전가공기에도 보다 고정도화가 요구되어 다듬질면이 우수하고 부식 방지에도 효과적인 가공액에 오일을 사용하는 오일 와이어 방전가공기에 대한 요구가 확대되고 있다. 미쓰비시전기에서는 지금까지 와이어 방전가공기의 가공액으로 물을 이용하여, 고속가공과 고정도 가공을 양립시켜 왔는데, 오늘날의 금형가공에 대한 고정도화 요구, 또한 장시간화라는 가공의 과제에 대응하기 위해 가공액으로서 오일을 사용한 와이어 방전가공기 ‘MX600’을 개발, 2013년 4월부터 판매하고 있다. 이 글에서는 오일 와이어 방전가공기 MX600의 특징에 대해 소개한다. 일간공업신문사 형기술지에 실린 三菱전기의 시바타 준이치, 키타 히데아키, 시오자와 타카히로가 저술한 내용이다.
형조 방전가공기에 의한 생산성 향상을 실현하는 최신 기술 최근 금형의 고정도화 및 단납기화의 흐름에 동반하여 형조 방전가공기에서도 한층 더 생산성 향상이 요구되고 있다. 미쓰비시전기의 형조 방전가공기는 최신 기종인 EV-V ADVANCE 시리즈에서 유저의 다종 다양한 요구에 대응하기 위해 계속해서 브러시업을 하고 있다. 이번에는 특히 생산성 향상에 기여하는 2가지 신기술인 GF 제어에 의한 그라파이트 전극의 저소모화와 SS 점프5와 중․대면적 가공의 평탄도 향상과 이형성이 좋은 방전면에 대해서 소개한다. 미쓰비시전기는 그라파이트 전극용 최적화 제어인 GF2 제어를 이용함으로써 그라파이트 전극에 의한 저소모화를 실현했다. 형조 방전가공기에서는 강재를 공작물로서 가공하는 경우, 전극재는 동 또는 그라파이트를 이용하는 경우가 많다. 그라파이트는 동과 비교하여 절삭에 의한 전극 제작 시에 버가 나오기 어렵고, 거친가공 시의 가공 속도가 빠른 장점을 들 수 있다. 일간공업신문사 형기술지에 실린 三菱전기의 아사이 요시노리, 카와무라 야스야가 저술한 내용이다.
슬러지의 거대화가 만들어내는 코스트 다운 2009년 메카트로테크 재팬에 처음 출품된 ‘수질개량군’은 그 후 필터 부분이 잘 막히지 않는 초 롱 라이프의 필터로 교환하고 ‘울트라 수질개량군’으로 상품명을 변경했다. 그 후 세혈 방전 사양의 시스템 장치를 ‘슈퍼 클리너’로서 판매를 개시했다. 당초에는 세혈 방전 오일 사양용이었지만, 형조 방전가공기에서도 효과가 있다는 것을 알고 현재 일부 엔드유저에서 트라이 중이다. 그래서 와이어 컷(물 사양․오일 사양), 세혈 방전(물 사양․오일 사양), 형조 방전가공(오일 사양)의 5가지 아이템을 모두 슈퍼 클리너로서 판매하기로 했다. 또한 종래의 울트라 수질개량군의 디자인을 대폭 변경하여, 이번부터 명칭을 슈퍼 클리너로서 발표하게 됐다. 와이어컷에서 최대 트러블은 단선이다. 단선은 대부분 1st 가공(거친가공)에서 발생한다. 또한 그 단선 원인에 대해서 자세하게 설명된 자료, 데이터 등이 거의 없고 일부 메이커의 취급설명서에는 워크와 워크가 단락함으로써 단선한다고 쓰여 있는데 큰 모순이 있다. 일간공업신문사 형기술지에 실린 橋本테크니컬공업의 하시모토 나오유키가 저술한 내용이다.
히트 & 쿨 성형의 최신 트렌드 사출성형이 실용화되고 반세기 이상이 되었지만, 아직까지 웰드라인이나 플로마크, 제팅 등 외관 상의 문제는 해결되지 않고 있다. 플라스틱 제품의 용도는 자동차ㆍ가전ㆍ정보기기 등 다양한 분야로 확대되고 있으며, 외관 품질에 대한 요구는 점점 높아지고 있다. 이러한 난제ㆍ요구에 도전하기 위해 3D 웰드리스 얼라이언스는 2003년에 발족했다. 이 얼라이언스에서 개발한 시스템은 금형 내부에 매체 통로를 형성하여, 증기와 물을 교대로 통과시킴으로써 금형 표면을 급속하게 가열ㆍ냉각한다(이것을 Heat & Cool 시스템이라고 한다). 본 시스템에서는 금형 표면을 가열함으로써 용융수지의 경화를 지연시키고, 유동성을 향상시킴으로써 웰드라인 등 외관 상의 불량을 해소할 수 있었다. 또한 성형의 전사성이 향상되는 것도 알고 있었기 때문에 금형의 표면에 다채로운 모양을 직접 가공하여 전사성 향상을 도모함으로써 종래에 없는 질감의 디자인을 표현할 수 있게 됐다. 이 글에서는 그 최신 정보를 보고한다. 일간공업신문사 형기술지에 실린 三菱상사테크노스의 니카이도 마사카즈와 牧野후라이스제작소의 미나토 쇼지가 저술한 내용이다.
소성가공용 마찰 법칙의 구축 소성가공에서 마찰 법칙은 쿨롱의 법칙과 마찰전단응력 일정의 법칙, 두 가지가 일반적으로 이용되고 있다. 이것은 가공의 수치 해석을 쉽게 하기 위한 조작으로, 그 이론적인 근거는 명확하지 않다. Bay 등의 해석에서는 진실 접촉부에서 전단강도가 일정하며, 벌크의 소성 변형도 없다고 가정하고, 외관의 마찰응력이 접촉률에 의존한다는 것을 나타냈다. 또한 池 등의 벌크 소성 변형을 고려한 표면 돌기의 변형 해석에서는 벌크가 소성 변형하면 접촉률은 급증한다는 것을 나타내고 있다. 이들로부터 진실 접촉부의 전단강도가 일정하다면, 외관의 마찰응력이 급증하는 현상이 시사된다. 그러나 진실 접촉부에서 쿨롱의 법칙이 성립되는 실험 결과가 보고 되었으며, 현 시점에서 진실 접촉부에서 마찰 법칙은 명확하지 않다고 생각한다. 이 글에서는 위에서 말한 현상을 이용하여 진실 접촉부에서 마찰 법칙에 대해서 FEM 해석 및 실험에 의해 해명하는 것을 목적으로 한다. 일간공업신문사 형기술지에 실린 岐阜대학의 왕 지강, 요시카와 야스하루, 스즈키 타츠히로 등이 저술한 내용이다.
판 성형에서 골링의 생성 기구 프레스 성형에서 골링에 관해서는 예전부터 수많은 연구가 이루어지고 왔으며, 몇 가지 생성 기구 및 임계 발생 조건이 제안되고 있다. 그러나 실제 프레스 성형에서 골링 현상을 예지할 수 있는 상태에 이르지는 못했다. 본 연구에서는 프레스 성형에서 골링의 발생 기구를 명확히 하여, 골링을 억제하기 위한 금형 설계 기준을 만들어내는 것을 목표로 하고 있다. 지금까지 성형품 표면의 골링은 최고 온도에 도달한 피가공재 부위에서 다이로부터 떨어지기 직전에 발생한다는 것을 명확하게 하고 있다. 이들의 결과로부터 골링의 발생은 성형 중의 피가공재 최고 온도와 피가공재의 고온 부위 슬라이딩 거리의 2가지 인자에 의해 지배되는 것으로 추측된다. 이 글에서는 이 2가지 인자를 이용하여 FEM 해석에 의한 골링 발생 위치를 예측하고, 그 실증 실험을 한다. 일간공업신문사 형기술지에 실린 岐阜대학의 왕 지강, 요시카와 야스하루, 양 밍쯔 등이 저술한 내용이다.
프레스 금형의 기계가공에서 가공단차 개선 사례 닛산자동차에서는 2011년부터 중기 5개년 계획인 ‘NISSAN POWER 88’(이하 NP88)을 시행해 오고 있다. NP88 계획은 6개의 실행 목표를 가지고 있는데 그 중에서 닛산자동차의 ‘브랜드 파워’, ‘퀄리티 향상’을 들고 있으며, 차량 디자인에 의한 ‘매력적인 차량 품질’은 중요한 요소로 되어 있다. 참신한 디자인에 의한 자유로운 의장․요철, 샤프한 캐릭터 R, 파팅 틈새의 극소화 등을 실현하기 위해 프레스 금형의 기계가공 품질 향상에 대한 요구가 높아지고 있다. 이 글에서는 혁신적인 디자인을 재현하기 위한 기계가공 정도 향상을, 기계의 생산성도 고려하여 개선한 사례로서 소개한다. 일간공업신문사 형기술지에 실린 닛산자동차의 사토 타케시, 마스다 타케미츠, 이와쿠마 타쿠 등이 저술한 내용이다.
920MHz대 무선에 의한 무선 센서 시스템 무선 센서 시스템은 센서 기술, 무선 기술, 그리고 전지·전원 제어 기술이 융합되어야 비로소 완성된다. 이러한 기술은 각각이 전문 분야로 성립되어 있으며, 기술 향상도 눈부시다. 이것들을 조합하여 실용적인 시스템으로 만들려면 기술을 융합시키기 위한 시스템 개발, 소프트웨어 개발도 중요한 요소이다. 무선 센서 시스템의 실용화에는 센서 기술 발전도 큰 과제가 된다. 소형 저전력, 고정밀 계측을 실현할 수 있는 센서 기술이 기대되고 있으며, 무선기의 소형화, 저전력 동작, 전력 절감과 마찬가지로 센서도 소형화, 전력 절감이 요구된다. 최근에는 반도체, MEMS 기술의 발전에 의해 전력 절감, 소형 고기능 센서가 시장에 나와 있지만 용도에 따라 성능이 부족한 경우도 많다. 또한, 현재의 계장·계측 분야에서는 센서 기술은 통신 인터페이스도 어느 정도 규격화된 제품이 많다. 기본은 유선 인터페이스였기 때문에 일반적으로는 아날로그라면 4-20mA의 전력 출력, 0-5V의 전압 출력, 디지털이라면 RS485, RS422, RS232C, 이더넷 등의 통신 규격이 많이 사용되고 있다. 이러한 통신 규격의 무선 지원도 수요가 확산되고
빅데이터를 위한 무선 센서 네트워크 무선 센서 네트워크와 전혀 다른 방향으로 전자 두뇌 공간에서 물리 공간의 정보를 다루는 것이 주목받고 있다. 데이터베이스 분야에서 시작된 것이 빅데이터이다. 지금까지의 전자 두뇌 공간에서는 빅데이터로서 첫 번째 미디어인 사람이 눈으로 인식하는 정보인 화상과 영상, 두 번째 미디어인 사람이 귀로 인식하는 정보인 음성, 세 번째 미디어인 문자로 표기된 텍스트를 다루어 왔다. 이러한 미디어는 사람을 중심으로 한 미디어이다. 현재의 Google, facebook, Amazon과 같은 신흥 기업은 이러한 빅데이터를 효과적으로 활용하면서 성장하고 있다. 앞으로 빅데이터의 열쇠가 되는 것이 물건을 중심으로 한 네 번째 미디어, 즉 센서 데이터이다. 다양한 장소에 고밀도로 매입해 물리 공간을 전자 두뇌 공간에 집어넣을 수 있는 무선 센서 네트워크와 센서 데이터를 다루는 빅데이터 처리란 언뜻 상성(相性)이 좋아 보인다. 그러나 현재의 무선 센서 네트워크를 이용해 빅데이터를 만들어 내려면 넘어야 할 과제가 2가지 있다. 첫째, 현재의 무선 센서 네트워크에서의 전력 절감 기술은 기본적으로는 송신 데이터 크기나 송신 빈도를 낮춰 휴지 시간을 늘
자립 급전형 무선 센서 위한 유비쿼터스 센싱 플랫폼 유비쿼터스 스마트 센싱의 센싱 플랫폼은 정보를 수집해 유통시키기 위한 플랫폼이라고 할 수 있다. 센싱한 데이터를 축적해 유통시키는 범용 플랫폼은 유명 제조 회사의 독자적인 인터페이스에 의존하지 않고 다종다양한 센싱 시스템을 접속해야 한다. 유비쿼터스 센싱 플랫폼 분야에서는 무선 센서 네트워크의 규격이 표준화되어 시판 모듈을 이용해 도시나 인간의 생활환경을 센싱하는 시스템이 정비되고 있다. Xively는 Internet of Things(사물 인터넷, IoT)를 위한 플랫폼으로, 사용자는 시계열로 발생하는 센서 데이터를 클라우드에 업로드해 공개할 수 있다. Xively의 API를 통해 다양한 센서를 클라우드에 접속해 누구나 애플리케이션을 개발할 수 있다. 유비쿼터스 데이터 공유 기구 uTupleSpace는 센서 정보 즉시 발송과 축적 검색을 실시하는 미들웨어로 대기오염을 관측하는 필드 실험에서 실용적인 유용성을 입증했다. 이러한 유비쿼터스 센싱 플랫폼에서는 센서 정보 수집과 축적에 중점이 놓여져 연속적인 스트림 처리 등의 응용 국면의 전개가 기대된다. 플랫폼의 진화에는 플랫폼을 진화시키는 기술 시즈, 진화하고
인간 정보 스마트 센싱 시스템 센싱 대상은 인간, 인공물, 자연환경 등으로 다양하고, 대상이나 목적에 따라 적절한 시스템이 구축되고 있다. 인간을 대상으로 한 센싱에서는 감시 카메라나 전자머니 시스템과 같이 사람이 의식하고 있지 않는 곳에서 인간 행동 정보를 취득하고 있는 것과, GPS와 같이 단말기를 장착해 데이터를 취득하는 경우도 있다. 장착할 때에는 센서의 소형화와 경량화, 비침습성과 비구속성, 저소비전력화에 대한 요구가 강해 신뢰성 높은 데이터 무선 송수신 기능, 장기 데이터 축적과 도움이 되는 정보 추출을 가능케 하는 데이터베이스 기능 등 취득 데이터의 활용도와 가치를 높이는 시스템 구축이 요구된다. 센서 기술, 통신 네트워크 기술, 데이터 해석 기술 등의 진전에 의해 시스템의 지능화가 도모돼 실제 세계에 대해 실시간으로 피드백할 수 있게 되었다. 또한, 최근의 스마트폰 보급, 클라우드 컴퓨팅의 확산에 의해 각각의 정보 취득이 쉬워졌고 빅데이터로서의 가치가 주목을 받아 실용적인 서비스에 대한 기대가 높아지고 있다. 개별 서비스가 요구되는 사회적 배경에서 인간 정보를 활용하는 다양한 스마트 센싱 시스템이 연구 개발되고 있다.
정보 환류 기반 스마트 시티 실현 스마트 시티에서는 거리에서 이용률이 낮은 정보를 포함해 모든 정보를 획득하고 그것을 처리해 새로운 부가가치 정보를 생산해 낸다. 그렇게 생산된 정보를 실제 공간에 환원하는 ‘흐름(환류)’을 만들어내는 것이 가장 중요하다. 세계적으로 보면, 스마트 시티 실증실험이 여기저기에서 진행되고 있다. 나가노현 시오지리시는 시내 전역을 수백 대의 중계기로 구성된 애드혹 네트워크로 커버해 토석류나 조수해(鳥獸害) 등의 재해 감소, 아동 지킴이 등 다양한 애플리케이션을 실현하고 있다. 스페인 산탄데르시는 시내에 수천 개의 무선 센서 노드를 설치하고 참가형 센싱도 응용해 주차장의 미세한 공백 상황을 파악하거나 길거리 쓰레기를 발견하는 등 주민 관점에서 애플리케이션을 확충시키고 있다. 캘리포니아주 샌프란시스코시는 시내 전체 주차장 이용 상황을 모두 수집해 한 달에 한 번 각 주차장의 요일이나 시간대별 주차 요금을 개정하는 다이내믹 플래닝을 실현하고 있다. 한편, 보다 광역에 걸쳐 보다 다양한 정보를 환류시키기 위해서는 해결해야 할 문제가 많다. 이를 위해 최근 한 연구기관은 거리나 도시에 존재하는 무수히 많은 센서를 통합적으로 이용할 수 있게
도시 정보 센싱 도시 정보 센싱은 Check 과정에서 도시 현황과 동향에 관한 정보를 수집하고 계측하는 중요한 프로세스이다. 지금까지 PDCA 사이클의 길이에 맞춰 다양한 센싱이 이루어져 왔다. 10년 단위로 사이클을 도는 도시 계획에서는 대략 5년에 한 번 지방자치단체 별로 도시 계획 기초 조사가 이루어져 왔다. 이것은 건물이나 토지의 이용, 공공시설 현황 등 도시의 상황을 파악하고 도시 계획이나 사업 계획을 개정하는 것이다. 10년에 한 번 도시 교통에 관한 마스터플랜을 책정할 때에는 종합도시 교통 체계 조사 등이 이루어진다. 한편, 도로에 설치된 센서로 도로교통 상황을 파악해 보다 덜 혼잡한 도로로 이용자를 유도하는 내비게이션 서비스(예를 들면 VICS)는 사이클이 매우 짧은 예이다. 이와 같이 개별 사업에서는 PDCA 사이클이 실현되고 있지만 신속하게 회전되거나 정보가 공유되지 않아 사업이 유기적으로 연계되지 못하는 문제가 발생하고 있다. 이러한 상황에서 지진이나 쓰나미, 게릴라성 호우와 같은 자연 재해에 대한 대응, 에너지 절감과 저탄소화, 고령 시민지원 등 정확하고 종합적인 정보를 신속하게 얻고자 할 때에는 도시 경영과 관리에서 점점 더 중요해지고